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아리랑 3A호

한국의 다섯번째 다목적실용위성. 2015년 3월 26일 러시아 모스크바에서 동남쪽으로 1800km 떨어진 곳에 있는 야스니 발사장의 지하발사대에서 옛 소련의 대륙간탄도미사일(ICBM) SS-18을 개조한 드네프르 발사체에 실려 발사됐다. 발사 279초만에 259㎞ 상공에서 위성을 덮고 있던 발사체 페어링이 분리됐고, 발사 883초 후에는 목표 궤도인 537㎞에 진입해 아리랑 3A호가 드네프르 발사체에서 성공적으로 분리됐으며 발사 5시간 56분만인 오후 1시 4분 대전 항우연의 지상관제센터와 교신해 발사 성공을 최종 확인해줬다.

기상 상황에 관계없이 지구관측을 수행하기 위해 항우연이 2006년부터 8년간 2천373억원을 투입해 개발한 실용급 위성인 아리랑 3A호는 국내 최초의 적외선 관측 센서 및 국내 최고 해상도 광학렌즈를 탑재하고 있다.

해상도 5.5m급의 고성능 적외선 센서와 0.55m급의 국내 최고 해상도 광학렌즈를 통해 도시 열섬현상 등 기후변화 분석, 재해재난ㆍ국토ㆍ자원ㆍ환경 감시 등에 활용될 고품질 위성영상을 하루 24시간 전천후로 공급하게 된다.

해상도 0.55m급 전자광학카메라는 가로세로 각각 55㎝짜리 물체를 한 점으로 인식하는 수준으로 지상의 사람을 인식할 수 있고, 물체가 내뿜는 파장 3.3∼5.2㎛의 중적위선을 감지하는 적외선 관측센서로는 도시 열섬효과나 산불, 밤에 움직이는 구름 등을 관측할 수 있다.

아리랑 3A호는 크기가 직경 2m, 높이 3.8m, 폭 6.3m, 중량이 1.1t이며 발사 후 4년간 528km 상공을 돌면서 지구관측 임무를 수행한다.

하루 지구를 15바퀴 돌면서 주·야간 두차례 한반도 상공을 지나며 광학렌즈로는 10분간, 적외선센서로는 2분간 한반도를 촬영할 수 있다.

한국은 2006년 해상도 1m급 광학카메라를 장착한 아리랑 2호를 발사한 데 이어 2012년에는 최초로 1m보다 작은 물체를 감지하는 해상도 0.7m 카메라를 장착한 아리랑 3호를 발사했다. 2013년에는 영상레이더를 탑재한 아리랑 5호가 가동을 시작했다.

이날 발사된 아리랑 3A호에는 0.55m급으로 역대 최고해상도를 자랑하는 광학카메라와 해상도 5.5m급 고성능 적외선센서가 장착됐다.

아리랑 3A호는 이런 역대 최고 성능의 눈을 갖춘 데다 다른 다목적실용위성보다 120㎞가량 낮고 더 빠른 초속 7.8㎞로 지구 주위를 돌아 시력이 더 날카로워졌다.

3.3~5.2μm의 관측 파장대역에서 해상도 5.5m를 자랑하는 적외선센서는 세계 최고 수준으로 평가된다. 비슷한 파장의 중적외선을 감지하는 미국의 TSX-5는 해상도가 35m, 프랑스의 헬리오스는 해상도가 5~10m에 불과하다.

적외선센서는 관측 대상물의 열을 감지하기 때문에 야간에도 영상 촬영이 가능하고, 산불과 화산폭발, 유정이나 석탄층의 화재 같은 재난재해는 물론 도시 열섬 같은 기후현상도 관측할 수 있다.

광학카메라도 해상도가 흑백은 0.55m, 컬러는 2.2m급으로 현재 운용 중인 다목적실용위성 3호(흑백 0.7m, 컬러 2.8m)보다 크게 향상됐다.

또 아리랑 3A호 가동으로 한반도는 24시간 우리 위성의 눈아래 놓이게 된다. 아리랑 2호는 오전 10시 30분~12시 한반도를 지나고, 아리랑 3호와 3A호는 오후 12시~2시 사이 한반도를 지난다. 여기에 아리랑 5호에 탑재된 영상레이더는 새벽과 저녁에, 아리랑 3A호는 새벽 1~2시에 한반도를 지나며 관측할 수 있다.

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유전자가위

인간세포와 동식물세포의 유전자를 교정(genome editing)하는 데 사용하는 기술. 동식물 유전자에 결합해 특정 DNA부위를 자르는데 사용하는 인공 효소로 유전자의 잘못된 부분을 제거해 문제를 해결한다. 구체적으로 보면 DNA의 30억 염기쌍 가운데 일부(타깃)를 절단해 형질을 바꾸는 것이다.
유전자가위는 쉽게 말해 ‘지퍼 (DNA)’가 고장 났을 때 이빨이 나간 부위 (특정 유전자)만 잘라내고 새로운 지퍼 조각을 갈아 끼우는 ‘유전자 짜깁기’ 기술로 불리기도 한다.

2000년대 처음 등장한 1세대 유전자가위는 ‘ZFN’이다. 타깃으로 안내하는 ‘아연집게 단백질’에 가위 역할을 하는 핵산분해효소(뉴클레아제)를 결합해 만들었다. 2세대인 ‘탈렌’을 넘어 현재 각광받고 있는 것은 3세대 유전자가위 크리스퍼이다. 세대가 높아질수록 자르는 효율과 정교함이 높아진다.

크리스퍼는 세균이 천적인 바이러스를 물리치기 위해 관련 DNA를 잘게 잘라 기억해 두었다가 다시 침입했을 때 물리치는 면역체계를 부르는 용어다. 이를 이용해 개발한 게 크리스퍼 유전자가위다. 과거 유전자 하나를 잘라내고 새로 바꾸는 데 수개월에서 수년씩 걸리던 것이 이제는 며칠이면 된다. 한 번에 여러 군데의 유전자를 동시에 손볼 수도 있다.

유전자 가위는 유전자 변형 농산물(GMO)에 대한 우려를 줄이는 대안으로도 주목받고 있다. 병충해에 강한 GMO 콩은 식물에 동물 유전자를 집어넣는 기술을 활용해 나온 것이다. 인위적으로 외부 유전자를 넣다 보니 생태계 혼란에 대한 우려가 나올 수밖에 없었다. 하지만 크리스퍼 유전자 가위로 식물의 약한 유전자를 잘라내고 스스로 강한 유전자를 복원하도록 할 수 있다.

유전자 교정 기술이 발전하면서 새로운 논란도 불거졌다. 2014년 중국 과학자들은 크리스퍼 유전자 가위로 원숭이의 배아에서 특정 유전자를 바꿨다. 이를 사람에게 적용하면 정자 난자의 DNA를 바꿔 원하는 유전자를 가진 ‘맞춤형 아기’로 발전시킬 수 있다.